인사이언스

자기장 자석의 두 극을 가까이 하면 같은 극끼리는 밀어내는 힘이 작용하고, 다른 극끼 리는 끌어당기는 힘이 작용한다. 이와 같이 자성을 띠는 물체 사이에 작용하는 힘을 자기력이라고 한다. 자석 주위에 철가루를 뿌리거나 나침반을 놓으면 철가루가 일정한 모양을 만들거나 자침이 특정한 방향을 가리키는데, 이것은 자석에 의해 자기력이 작용하기 때문이다. 이처럼 자석 주위에서 자기력이 작용하는 공간을 자기장이라고 한다. 자기장의 방향은 자침의 N극이 가리키는 방향이다. 자기장의 세기는 자석의 N극과 S극에 가까이 갈수록 세어지는데, 이것은 자석 주위에 배열된 철가루의 빽빽한 정도를 통해 알 수 있다. 또, 자석 주위에 작은 자침을 여러 개 놓으면 자침들이 자기장에 의해 자석의 N극에서 S극으로 향하는 선을 따라 ..

기권의 층상 구조 지구를 둘러싸고 있는 대기를 기권이라고 한다. 기권을 이루고 있는 대기는 지표면으로부터 약 1000 km 높이까지 분포한다. 기권에는 여러 가지 기체가 포함되어 있는데, 그중 질소와 산소가 대부분을 차지하고, 아르곤, 이산화 탄소 등이 조금 포함되어 있다. 기권은 높이에 따른 기온 분포를 기준으로 대류권, 성층권, 중간권, 열권의 4개 층으로 구분한다. 열권 높이 약 80 km~1000 km 구간으로, 위로 올라갈수록 태양 에너지를 많이 받아 기온이 높아진다. 열권은 공기가 매우 희박하고 낮과 밤의 기온 차가 매우 크며, 고위도 지방에서는 오로라가 나타나기도 한다. 오로라는 태양에서 날아오는 전기를 띤 입자가 상층 대기에서 대기 입자와 충돌하여 빛을 내는 현상이다. 중간권 높이 약 50..

건조한 날 머리를 빗을 때 머리카락이 빗에 달라붙거나, 가전제품을 마른 걸레로 닦을 때 먼지가 다시 달라붙기도 한다. 이것은 물체 사이의 마찰에 의해 전기가 발생 하였기 때문이다. 이와 같이 마찰에 의해 물체가 띠는 전기를 마찰 전기라고 한다. 마찰 전기는 물체에 머물러 있기 때 문에 정전기라고도 한다. 전기의 발생 물질을 구성하는 원자의 중심에는 (+)전하를 띤 원자핵이 있고, 그 주위에는 (-)전하를 띤 전자들이 있다. 원자는 원자핵의 (+)전하의 양과 전자의 (-)전하의 양이 같아서 전기를 띠지 않으며, 이러한 원자로 이루어진 물체도 전기를 띠지 않는다. 그런데 서로 다른 두 물체를 마찰하면 한 물체에서 다른 물체로 전자가 이동한다. 이때 전자를 잃은 물체는 (+)전하를 띠고, 전자를 얻은 물체는 ..

풍화 산이나 계곡, 바닷가에 가 보면 바위에 금이 가 있거나 크고 작은 암석 조각들이 산비탈이나 바닷가 절벽 밑에 쌓여 있는 것을 볼 수 있다. 이것은 어떻게 만들어진 것일까? 암석에는 크고 작은 틈이 많이 있다. 이러한 틈 사이로 물이 스며든 후 얼면 부 피가 늘어나 암석의 틈이 넓어진다. 이처럼 암석에 스며든 물이 오랜 세월에 걸쳐 얼었다가 녹는 과정을 반복하면 암석은 결국 부서지게 된다. 철이 녹스는 것처럼 공기 중의 산소에 의해 암석의 표면이 약화되어 암석이 부서지기도 하고, 이산화 탄소가 녹아 있는 물에 의해 암석이 녹기도 한다. 이산화 탄소가 녹아 있는 물이 석회암 지대에 스며들면 석회암이 녹아서 석회 동굴이 만들어 진다. 우리나라 강원도와 충청북도 일대에는 이와 같은 과정으로 만들어진 동굴이..

우리가 사는 육지의 대부분을 이루는 암석을 자세히 관찰해 보면 암석마다 무늬, 모양, 색깔, 구성 알갱이의 종류 등이 다양한 것을 알 수 있다. 암석이 다양한 까닭은 만들어진 원인이 다르기 때문이다. 지각을 이루는 암석들은 만들어진 원인에 따라 화성암, 퇴적암, 변성암으로 구분한다. 화성암 쇠가 용광로에서 가열되면 녹아서 액체 상태로 되는 것처럼 단단한 암석도 지하 깊은 곳에서 높은 열과 압력을 받으면 녹아서 마그마가 된다. 마그마가 지하 깊은 곳에서 식거나 지표로 흘러나와 식으면 다시 단단한 암석이 되는데, 이렇게 만들어진 암석을 화성암이라고 한다. 화성암을 이루는 알갱이의 크기는 마그마의 냉각 속도에 따라 달라진다. 마그마가 지표나 지표 부근에서 빠르게 식으면 알갱이가 작은 화산암이 만들어진다. 한편..

성냥을 태우는 상황을 가정해보자. 성냥을 태우고 나면 적은 양의 재만 남아있는것을 우린 경험적으로 알고있다. 그렇다면 물질을 태우고 나면 질량이 가벼워지는 것일까? 정답은 그렇지 않다. 반대로 물이 얼어 얼음이 되거나, 물이 끓어 수증기가 되어도 질량은 변하지 않는다. 앙금이 생성되거나 기체가 발생하는 화학 반응이 일어나면 질량은 어떻게 될까? 화학 반응이 일어날 때 물질을 이루는 원자나 이온은 배열만 달라질 뿐 새롭게 생기거나 없어지지 않는다. 따라서 화학 변화가 일어난 후에도 전체 질량은 달라지지 않는다. 이처럼 화학 반응이 일어날 때 반응 전과 후 물질 전체의 질량은 변하지 않는데, 이를 질량 보존 법칙이라고 한다. 질량 보존 법칙 종이를 태우면 이산화 탄소, 수증기 등 기체가 발생하고, 이 기체들..

우리는 흔히 빈혈 증상이 있는 사람들에게 철분제 복용을 자주 권하곤 한다. 그렇다면 철분제는 일상에서 자주 볼 수 있는 철로 되어있을까? 당연히 그렇지 않을 것이다. 이에 대한 해답을 이온의 관점에서 아래 글과 같이 설명해 보고자 한다. 이온의 형성 원자에 있는 전자 중 일부는 다른 원자로 이동할 수 있다. 중성인 원자가 전자를 잃으면 (+)전하를 띤 입자가 되고, 전자를 얻으면 (-)전하를 띤 입자가 된다. 이처럼 전자를 잃거나 얻어 전하를 띠게 된 입자를 이온이라고 하며, (+)전하를 띤 이온을 양이온, (-)전하를 띤 이온을 음이온이라고 한다. 이온의 표현 원소를 원소 기호로 나타낼 수 있는 것처럼 이온도 원소 기호를 이용하여 간단히 나타낼 수 있다. 이온을 나타낼 때는 원소 기호의 오른쪽 위에 잃..

유치원생이나 초등학생 아이를 둔 학부모라면 자녀의 일기작성을 지도하거나 작성하는 모습을 종종 봤을 것이다. 어떤 아이는 하루하루 자신의 하루를 되돌아 보면서 앞으로 어떤 삶을 살아야할지 성찰하는 아이가 있는가 하면, 유치원이나 학교에서 내준 일기숙제 때문에 꾸역꾸역 일기를 작성하거나, 나중에 몰아서 억지로 일기를 작성하는 아이들도 종종 있다. 하지만 일기작성이 안정적인 정서발달과 메타인지 발달에 매우 긍정적인 역할을 한다는 사실은 잘 몰랐을 것이다. 이 글에서는 일기작성의 장점과 올바른 일기작성 방식에 대해 알아 보고자 한다. 일기를 쓰는 아이와 안 쓰는 아이 정서적으로 안정된 아이, 그렇지 못한 아이 교실에서 어렵지 않게 볼 수 있는 정서적으로 불안정한 아이들은 대부분 일기를 대충 작성하거나 아예 작성..

물이 증발하면 수증기가 되고, 물이 얼면 얼음이 된다. 또, 빵 반죽을 오븐에 넣고 구우면 폭신한 빵이 되고, 초록빛을 띠던 사과가 햇빛을 받아 익으면 점차 빨갛게 변한다. 이러한 물질의 변화가 일어날 때 물질의 모양이나 성질은 어떻게 될까? 물리 변화와 화학 변화 유리가 깨져서 조각이 나면 모양은 변하지만, 유리의 성질은 변하지 않는다. 또, 설탕을 물에 녹이면 단맛이 나고, 설탕물을 가열하여 물을 증발시키면 설탕이 그대로 남는다. 이처럼 물질의 성질은 변하지 않으면서 모양이나 상태가 변하는 물질의 변 화를 물리 변화라고 한다. 철이 녹슬면 색이 붉게 변하고 쉽게 부서지며, 나무가 타면 빛과 열을 내면서 재로 변한다. 이처럼 처음 물질과는 성질이 전혀 다른 새로운 물질로 변하는 것을 화학 변화 라고 한..

우리가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 물에 전류를 흘려주면 수소와 산소로 분해되는데, 이때 생성되는 수소와 산소는 더 이상 다른 물질로 분해되지 않는다. 수소와 산소처럼 더 이상 분해되지 않으면서 물질을 이루는 기본 성분을 원소라고 한다. 지금까지 밝혀진 원소는 118 가지이다. 이 중 90여 가지는 자연에서 발견된 것 이고, 30여 가지는 인공적으로 만든 것이다. 원소는 종류에 따라 성질이 다르며, 우리는 원소의 다양한 성질을 일상생활에 이용한다. 물질을 이루는 기본 성분, 원소 그렇다면 원소의 특징에는 어떤것들이 있을까? 금속 원소가 들어 있는 물질에 불을 붙이면 물질에 포함된 금속 원소의 종류에 따라 특유의 불꽃색이 나타나는데, 이를 금속 원소의 불꽃 반응이라고 한다. 또한 빛을 분광기에 통과시키..